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基本信息
- 項目名稱：
- 鐵路鋼軌磨耗智能檢測裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 鐵路鋼軌磨耗智能檢測儀是測量鐵軌的損耗程度的裝置，其主要原理利用光敏傳感器（光敏二極管）接收激光源照射在鐵軌上反射回來的激光信號，光在鐵軌磨耗處的反射光會產(chǎn)生與鐵軌完整時反射光方向上的偏差，從而照射在點陣式光敏傳感器上后產(chǎn)生的信號也會有偏差，利用這個偏差該產(chǎn)品可以檢測出鐵軌的磨耗程度。然后運用液晶屏幕顯示將數(shù)據(jù)結(jié)果直觀的顯示出來，在損耗較大的地方，裝置會自動報警，提示工作人員及時記錄。
- 詳細介紹：
- 鐵路導(dǎo)軌磨耗檢測儀最大的突破就在方法創(chuàng)新上。突破了以往產(chǎn)品的方法復(fù)雜，制作困難，檢測不便等缺點。該產(chǎn)品主要的思想是利用光敏傳感器（光敏二極管）接收激光源照射在鐵軌上反射回來的激光信號，光在鐵軌磨耗處的反射光會產(chǎn)生與鐵軌完整時反射光方向上的偏差，從而照射在點陣式光敏傳感器上后產(chǎn)生的信號也會有偏差，利用這個偏差該產(chǎn)品可以檢測出鐵軌的磨耗程度。在此基礎(chǔ)上，為了能更精確測量，該產(chǎn)品把光敏傳感器做成3*3矩陣式以此來精確的測量鐵軌的表面。當(dāng)然，該產(chǎn)品不局限于測表面，也分別利用光敏傳感器來檢測鐵軌的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，達到全方位測量以確保鐵軌正常運行。當(dāng)檢測到鐵軌有磨損時，根據(jù)傳感器信號的變化，該產(chǎn)品將利用51單片機進行分析處理，從而使其在液晶屏上顯示。由于信號變化大小不同，其在液晶上會顯示不同程度以提示檢測人員如何處理。為了便于檢測人員能及時發(fā)現(xiàn)磨耗，該產(chǎn)品利用蜂鳴器來警報提醒工作人員及時進行處理。同時也利用發(fā)光二極管來更好的顯示鐵軌是輕微磨損還是嚴重磨損。該產(chǎn)品相對現(xiàn)已存在的鐵軌檢測儀來說，更加輕便實用，經(jīng)濟性較好，最重要的是它能夠便于檢測員精確的操作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、發(fā)明目的： 鐵路鋼軌損耗會影響火車正常通行，容易發(fā)生事故，鋼軌損耗檢測是火車正常、安全行駛的保證。傳統(tǒng)的人工檢測方法準(zhǔn)確度差、效率低，本次研制的檢測裝置是對傳統(tǒng)方法的突破，實現(xiàn)自動、連續(xù)檢測，判斷鋼軌的損耗程度，維護鐵路系統(tǒng)的正常運行，提高安全性。 二、基本思想（創(chuàng)新點）： 利用反射光的方向和光強大小進行檢測判斷：主要利用光在磨損鋼軌與完好鋼軌上反射路線的不同，造成其在矩陣式光敏傳感器上的位置有所改變，從而改變傳感器輸出信號強度。在利用51單片機采集光強信號和標(biāo)準(zhǔn)原信號做對比，如果測量鋼軌的磨損程度超出了允許范圍，則自動記錄該點的相對位置，提醒工作人員檢查維護。 三、技術(shù)關(guān)鍵（主要技術(shù)指標(biāo)）：我們研制的產(chǎn)品主要有兩點技術(shù)性的突破： 1、點陣式傳感器組：利用光敏二極管形成點陣式感光電路，增加了光源信號接收的范圍，從而精確的接收激光源打在鋼軌后反射光的偏差信號，更加精確的檢測出鋼軌的磨損程度?？梢詫崿F(xiàn)連續(xù)檢測，單片機將這些位置數(shù)據(jù)存儲以供檢測人員的事后復(fù)查和準(zhǔn)確的修復(fù)。 2、自動報警和實時顯示：在進行正常檢測時，檢測裝置可以實時顯示鋼軌的當(dāng)前狀態(tài)，鋼軌損耗程度超出正常范圍的時候，設(shè)備能夠進行自動報警，并且及時顯示磨損程度，提醒工作人員記錄，節(jié)省了工作人員分析磨損程度，大量運算等時間和精力。
科學(xué)性、先進性
- 目前，公知的鋼軌表面磨耗檢測儀多為歐洲生產(chǎn)探傷設(shè)備或是簡易的物理檢測。但是前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴，要求操作人員具有較高的操作水平，設(shè)備出動率較低；后者雖然結(jié)構(gòu)簡單但是檢測精度過低，尤其受測量人員的主觀因素影響較大，達不到最佳的檢測效果。而本設(shè)計研究的自動鐵路鋼軌測試儀，通過點陣式激光傳感器采集反射光位移，將所捕獲得信號交由單片機處理，這樣利用光的掃描來測量無論是在精度和操作上都具有很大的實用性和可行性，而且造價也很低，投放到生產(chǎn)線上能夠取代當(dāng)今原始的測量，不僅可以解決原始測量的費時、費力的工作量，而且相比探傷車的超聲波檢測更要經(jīng)濟適用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中式階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)入股
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示、圖片、模型、樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本設(shè)計產(chǎn)品是將激光發(fā)射裝置，接收裝置，信號處理裝置，液晶顯示裝置，全部放在一個自動小車上。隨著小車在鋼軌上行駛，直接將所需要的數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示裝置上。 本產(chǎn)品主要是利用光敏傳感器（光敏二極管）接收激光源照射在鋼軌上反射回來的光信號，光在鋼軌磨耗處的反射光會產(chǎn)生與鋼軌完整時反射光方向上的偏差，從而照射在光敏傳感器上后產(chǎn)生的電信號也會有偏差，利用這個偏差我們可以檢測出鋼軌的磨耗程度，而且這個磨耗程度也會很直觀的顯示到液晶顯示裝置上，同時，小車檢測儀上也安裝蜂鳴器和發(fā)光二極管，在遇到磨耗程度很大的時候會自動報警，方便工作人員檢測和記錄。真正做到自動化運行，省時省力。 目前，我國鐵路總的營運里程將近10萬公里，每年還以上千公里的速度擴建。鐵路營運里程長、路況復(fù)雜、檢測手段單一、新設(shè)備普及率不高，同時鐵路大規(guī)模的提速要求，對鋼軌磨耗檢測技術(shù)提出了更高層次的要求。所以我們的產(chǎn)品具有廣大的市場，如果投入生產(chǎn)將會有很好的經(jīng)濟利益
同類課題研究水平概述
- 目前，我國鐵路工務(wù)系統(tǒng)主要采用人工和軌檢車結(jié)合的方法對鋼軌磨損程度進行檢測。前者是機械接觸式（道尺）手工檢測，檢測原理簡單，但測量數(shù)據(jù)誤差大，原始數(shù)不利于計算機管理而且存在工作量大、工作環(huán)境惡劣、效率低等問題。 后者探傷車檢測鋼軌損耗，其主要原理是系統(tǒng)采用超聲波法，輪式傳感器，信號利用計算機處理。其檢測速度是40km/h。但是這種車造價太高，不僅需要要求工作人員有較強的能力，而且還要處理大量數(shù)據(jù)。從時間上和經(jīng)濟上都是一種負擔(dān)。 國外有一種測試儀式利用超聲波測距的方法進行鋼軌磨耗測量，在測量精度上有所提高?？墒怯捎跍y距分析顯示儀比較龐大不易出動測量，同時會給工作人員加大任務(wù)量，因此也同樣不宜使用。 綜合以上方法，我們設(shè)想利用光學(xué)來檢測鋼軌損耗，同時保證其測量是不受外界干擾，最大程度上的減小誤差而且經(jīng)濟實用。這樣，我們研發(fā)了利用光敏二極管傳感器為主體地矩陣式光敏鋼軌檢測儀，其無論是在經(jīng)濟實用性上還是在精度上都達到了一定的水平。無論是技術(shù)上的要求還是測量的實用性都可以說是一個測量時代的飛躍。
